Ahoj všichni! Dnes vám to řeknu a ukážu nabíjecí obvod pro lithium-iontové baterie od 12 voltů. Taková nabíječka se může hodit při rybaření, na túře na dobití baterek nebo doma při použití 12voltového zdroje.

Nabíječka sestavená podle tohoto schématu je tedy vhodná pro lithium-iontové baterie s kapacitou 900 mAh nebo více. Nabíječku lze napájet z libovolného 12V zdroje nebo z autozapalovače. Maximální nabíjecí proud bude asi 650 mA.

Takto vypadá hotové sestavené zařízení:

Schéma je celkem jednoduché. Zpočátku je vidět, že výstupní napětí 8,4v je určeno pro nabíjení páru (2) plechovek. Ale není tomu tak. Faktem je, že proměnný odpor v obvodu (R4) je zodpovědný za napětí. S jeho pomocí můžete upravit výstupní napětí jak pro jeden 4,2V prvek, tak pro dvojici prvků s celkovým napětím 8,4V.

K vytvoření takového poplatku budete potřebovat:

• Regulátor s nastavitelným výstupním napětím LM317
• 2N2222A nebo jakýkoli tranzistor, který zvládne 800mA
• 2 kondenzátory 0,1 µF
• Rezistor 1 ohm 1 Watt
• Variabilní odpor 1K
• Není to velký chladič pro LM317

Rezistor R4 nastavuje požadované výstupní napětí
R1 řídí výstupní proud

Foto desky po leptu a ve smontovaném stavu:

Vlastnosti nabíjení lithiových baterií a nabíječky pro ně

Moderní lidé používají mnoho elektronických zařízení. Jedná se o notebook, mobilní telefon, tablet, fotoaparát a mnoho dalších. Většina těchto zařízení je napájena lithiovými bateriemi. Ostatně si jich vážíme právě proto, že jde o mobilní zařízení. Přenositelnost však přichází za cenu nutnosti neustále dobíjet baterie. K tomu budete potřebovat nabíječku lithiových baterií. Ve většině případů jsou nabíječky dodávány se samotným zařízením. Jedná se o stejný napájecí adaptér pro notebook nebo telefon. V ideálním případě by samozřejmě k nabíjení měla sloužit standardní nabíječka. Co ale dělat, když se ztratí nebo poškodí. Je třeba zvolit vhodnou nabíječku. Co je třeba vzít v úvahu, bude diskutováno v tomto článku.

Obecně by nabíječka měla mít výstupní napětí 5 voltů a proud, jehož hodnota odpovídá (0,5─1)*Cn. CH je jmenovitá kapacita baterie. Například pro lithiový článek s kapacitou 2200 mAh by nabíjení mělo produkovat proud 1,1 ampéru.

Většina nabíječek od renomovaných výrobců nabíjí Li baterie v několika fázích. První stupeň nastává při konstantní hodnotě proudu 0,2─1 C a napětí 4,1─4,2 V (zde máme na mysli napětí na prvek nebo nádobu). Tato fáze trvá přibližně 40-50 minut. Druhý stupeň se provádí při konstantním napětí. Existují zařízení, která využívají pulzní režim pro urychlení procesu nabíjení. U lithium-iontových systémů s grafitovým systémem musí být napětí omezeno na 4,1 voltu na článek.

Pokud použijete napětí vyšší než 4,1 V, můžete zvýšit hustotu energie baterie. Zároveň ale začínají oxidační reakce, které zkracují životnost baterie. V pozdějších modelech byl tento problém opraven přísadami. A napětí na nich během nabíjení lze zvýšit na 4,2 voltu s odchylkou 0,05 na prvek.

Pokud mluvíme o lithiových bateriích pro průmyslové použití a pro vojenský sektor, pak nabíječky pro ně podporují napětí 3,9 voltu. To zajišťuje dlouhou životnost a spolehlivost.

Pokud nabíječka produkuje proud 1C, baterie se nabije asi za 2-3 hodiny. Když je náboj plně nabitý a napětí dosáhne mezní hodnoty, proud prudce klesá a dosahuje několika procent původní hodnoty.

Stojí za zmínku, že s rostoucím nabíjecím proudem se doba nabíjení prakticky nezkracuje. Při větším proudu roste napětí v první fázi procesu rychleji, ale druhá fáze dobíjení v tomto případě trvá déle.

Existují nabíječky, které dokážou nabít lithiovou baterii zhruba za hodinu. Tato nabíječka pro lithiové baterie nemá druhý stupeň a baterie je připravena k použití po dokončení prvního stupně. Úroveň nabití baterie bude 70 procent. Ale vzhledem k povaze lithiových baterií to pro ně není kritické.

Na výše uvedeném grafu můžete vidět tři fáze nabíjení Li baterie:

• První. Akumulátorem protéká maximální možný (1C) nabíjecí proud. Tato fáze končí, když napětí vzroste na prahovou hodnotu;
• Druhý. Napětí zůstává maximální (4,1─4,2 V) a nabíjecí proud se sníží na 3 procenta původní hodnoty;
• Třetí. Vyrovnávací nabíjení při skladování (provádí se přibližně jednou za 20 dní).

Během fáze skladování není udržovací nabíjení u lithiových baterií možné, protože to vede k metalizaci Li. Ale krátkodobé dobíjení stejnosměrným proudem kompenzuje ztrátu náboje. Toto nabíjení by mělo být provedeno, když napětí článku klesne na 4,05 V. Proces nabíjení se zastaví na 4,2 V.

A ještě jeden důležitý bod. Články lithiových baterií jsou velmi citlivé na přebíjení. Již při mírném dobití začíná na povrchu záporné elektrody lithiová metalizace. Je velmi aktivní a interaguje s elektrolytem. V důsledku reakce na katodě se uvolňuje kyslík a zvyšuje se tlak. V důsledku toho může dojít k odtlakování prvku, vznícení a dokonce i k malé explozi.

Kromě toho, pokud je nabíjecí napětí neustále překračováno, životnost lithiových baterií se sníží. Ve většině lithiových baterií je proto kromě samotných článků ochranná deska.

Deska řídí proces nabíjení a vybíjení prvků podle dolní a horní meze napětí. Teplotní senzory se často používají k vypínání prvků při 90 stupních Celsia. Některé typy baterií mají mechanický ventil, který se otevře, když se tlak uvnitř pouzdra zvýší nad určitou mez.

Existují výjimky. Například baterie obsahující mangan takovou ochranu nemají. Mangan silně inhibuje metalizaci na anodě a tvorbu kyslíku. Proto taková ochrana není nutná.

To vše je potřeba mít na paměti při výběru nabíječky. Pokud budete lithiovou plechovku nabíjet přímo bez ovladače, je třeba neustále sledovat napětí. Mnohem lepší je ale používat zařízení s automatickým ovládáním nebo nabíjet baterii přes ochrannou desku.

Nabíječky pro různé gadgety

Nabíječky pro baterie smartphonů

Pokud jste ztratili standardní nabíječku pro váš telefon, pomůže vám „žába“. Toto je jedno z nejběžnějších zařízení. Náboj dostal své jméno pro svůj charakteristický tvar.

Použití už nemůže být jednodušší. Nabíječka má 2 šířkově nastavitelné kontakty: plus a mínus. Musíte je nainstalovat do polohy vhodné pro nabíjenou baterii. Poté se baterie vloží tak, aby byl kontakt s jejími svorkami, a upevní se horní upínací lištou. Při instalaci je samozřejmě nutné dodržet polaritu. Poté se zařízení zasune do 220V konektoru a nabíjí, dokud indikátor neukáže konec procesu.

Nabíječka pro li-ion baterie, jehož schéma je uvedeno v tomto článku, bylo vyvinuto na základě zkušeností s konstrukcí podobných nabíječek, snahy o odstranění chyb a dosažení maximální jednoduchosti. Nabíječka má vysoce stabilní výstupní napětí.

Popis nabíjení lithium-iontových baterií

Hlavním konstrukčním prvkem je (IO1) - zdroj referenčního napětí. Jeho stabilita je mnohem lepší než přijatelná a jak je známo u lithium-iontových baterií, jde o velmi důležitou vlastnost při nabíjení.

Prvek TL431 je v tomto zapojení použit jako stabilizátor proudu při provozu tranzistorů T1 a T2. R1 protéká nabíjecí proud. Pokud úbytek napětí na tomto rezistoru překročí přibližně 0,6 voltu, je proud protékající tranzistory T1 a T2 omezen. Hodnota odporu R1 je ekvivalentní nabíjecímu proudu.

Výstupní napětí je řízeno zmíněným prvkem TL431. Hodnota je určena děličem výstupního napětí (R5, R7, P1).

Komponenty R4, C1 pro potlačení hluku. Je velmi vhodné indikovat velikost nabíjecího proudu pomocí LED1. Záře ukazuje, kolik proudu protéká základním obvodem tranzistoru T2, který je úměrný výstupnímu proudu. Jak se lithium-iontová baterie nabíjí, jas LED postupně klesá.

Dioda D1 je navržena tak, aby zabránila vybití lithium-iontové baterie, když na vstupu nabíječky není žádné napětí. Nabíjecí obvod baterie nepotřebuje ochranu před nesprávnou polaritou připojení li-ion baterie.

Všechny součástky jsou umístěny na jednostranné desce plošných spojů.

Proudový snímač - rezistor R1 se skládá z několika paralelně zapojených rezistorů. Tranzistor T2 musí být umístěn na chladiči. Jeho velikost závisí na nabíjecím proudu a rozdílu napětí mezi vstupem a výstupem nabíječky.

Obvod nabíječky lithium-iontových baterií je tak jednoduchý, že pokud jsou rádiové komponenty správně nainstalovány, mělo by to fungovat hned napoprvé. Jediné, co může být požadováno, je nastavení výstupního napětí. U lithium-iontové baterie je to přibližně 4,2 voltu. Při volnoběhu by tranzistor T2 neměl být horký. Vstupní napětí musí být alespoň o 2 volty vyšší než požadované výstupní napětí.

Obvod je určen pro nabíjecí proud do 1 ampéru. Pokud potřebujete zvýšit nabíjecí proud li-ion baterie, pak je nutné snížit odpor rezistoru R6 a výstupní tranzistor T2 musí mít zvýšený výkon.

Na konci nabíjecího procesu LED ještě trochu svítí, abyste to eliminovali, jednoduše paralelně s LED zapojíte rezistor s odporem 10...56 kOhm. Takže když nabíjecí proud klesne pod 10 mA, LED přestane svítit.

http://web.quick.cz/PetrLBC/zajic.htm

Moderní elektronická zařízení (jako jsou mobilní telefony, notebooky nebo tablety) jsou napájeny lithium-iontovými bateriemi, které nahradily své alkalické protějšky. Nikl-kadmiové a nikl-metal hydridové baterie ustoupily Li-Ion bateriím kvůli jejich lepším technickým a spotřebitelským vlastnostem. Dostupné nabití v takových bateriích od okamžiku výroby se pohybuje od čtyř do šesti procent, poté začne používáním klesat. Během prvních 12 měsíců se kapacita baterie sníží o 10 až 20 %.

Originální nabíječky

Nabíjecí jednotky pro iontové baterie jsou velmi podobné podobným zařízením pro olověné baterie, ale jejich baterie, nazývané pro svou vnější podobnost „banky“, mají vyšší napětí, takže jsou kladeny přísnější požadavky na toleranci (například přípustné napětí rozdíl je pouze 0. 05 c). Nejběžnější formát iontové bateriové banky 18650 je ten, že má průměr 1,8 cm a výšku 6,5 cm.

Na poznámku. Standardní lithium-iontová baterie vyžaduje nabíjení až tři hodiny a přesnější čas je určen její původní kapacitou.

Výrobci Li-ion akumulátorů doporučují k nabíjení používat pouze originální nabíječky, které zaručeně poskytnou akumulátoru potřebné napětí a nezničí část jeho kapacity přebitím prvku a narušením chemického systému, nežádoucí je také plné nabíjení baterie.

Poznámka! Při dlouhodobém skladování by lithiové baterie měly mít optimálně malé (ne více než 50 %) nabití a také je nutné je z jednotek vyjmout.

Pokud mají lithiové baterie ochrannou desku, pak jim přebití nehrozí.

Vestavěná ochranná deska odpojí nadměrné napětí (více než 3,7 V na článek) během nabíjení a vypne baterii, pokud úroveň nabití klesne na minimum, obvykle 2,4 V. Regulátor nabíjení detekuje okamžik, kdy napětí na bance dosáhne 3,7 V a odpojí nabíječku od baterie. Toto základní zařízení také monitoruje teplotu baterie, aby se zabránilo přehřátí a nadproudu. Ochrana je založena na mikroobvodu DV01-P. Poté, co je obvod přerušen regulátorem, jeho obnovení se provede automaticky, když jsou parametry normalizovány.

Červená kontrolka na čipu znamená nabití a zelená nebo modrá signalizuje, že je baterie nabitá.

Jak správně nabíjet lithiové baterie

Známí výrobci li-ion baterií (například Sony) používají ve svých nabíječkách dvou- nebo třístupňový princip nabíjení, který dokáže výrazně prodloužit životnost baterie.

Na výstupu má nabíječka napětí pět voltů a aktuální hodnota se pohybuje od 0,5 do 1,0 jmenovité kapacity baterie (např. u prvku s kapacitou 2200 miliampérhodin by měl být proud nabíječky od 1,1 ampéru.)

V počáteční fázi, po připojení nabíječky pro lithiové baterie, je aktuální hodnota od 0,2 do 1,0 jmenovité kapacity, zatímco napětí je 4,1 voltu (na článek). Za těchto podmínek se baterie nabijí za 40 až 50 minut.

Pro dosažení konstantního proudu musí být obvod nabíječky schopen zvýšit napětí na svorkách baterie, v tomto okamžiku nabíječka pro většinu lithium-iontových baterií funguje jako běžný regulátor napětí.

Důležité! Pokud je nutné nabíjet lithium-iontové baterie, které mají vestavěnou ochrannou desku, pak by napětí naprázdno nemělo být vyšší než šest až sedm voltů, jinak se zhorší.

Když napětí dosáhne 4,2 voltu, kapacita baterie bude mezi 70 a 80 procenty kapacity, což bude signalizovat konec počáteční fáze nabíjení.

Další fáze se provádí za přítomnosti konstantního napětí.

Dodatečné informace. Některé jednotky používají pulzní metodu pro rychlejší nabíjení. Pokud má lithium-iontová baterie grafitový systém, pak musí splňovat limit napětí 4,1 voltu na článek. Pokud je tento parametr překročen, hustota energie baterie se zvýší a spustí oxidační reakce, čímž se zkrátí životnost baterie. V moderních modelech baterií se používají speciální přísady, které umožňují zvýšení napětí při připojení nabíječky pro li-ion baterie na 4,2 voltu plus/minus 0,05 voltu.

V jednoduchých lithiových bateriích udržují nabíječky úroveň napětí 3,9 voltu, což je pro ně spolehlivou zárukou dlouhé životnosti.

Při dodání proudu o kapacitě 1 baterie bude doba pro získání optimálně nabité baterie od 2 do 3 hodin. Jakmile se nabití zaplní, napětí dosáhne mezní normy, hodnota proudu rychle klesne a zůstane na úrovni několika procent původní hodnoty.

Pokud se nabíjecí proud uměle zvýší, doba použití nabíječky k napájení lithium-iontových baterií se téměř nezkrátí. V tomto případě se napětí zpočátku zvyšuje rychleji, ale současně se zvyšuje doba trvání druhého stupně.

Některé nabíječky dokážou baterii plně nabít za 60-70 minut, při takovém nabíjení odpadá druhý stupeň a baterii lze používat až po počáteční fázi (úroveň nabití bude rovněž na 70 procentech kapacity).

Ve třetí a poslední fázi nabíjení se provádí kompenzační nabíjení. Neprovádí se pokaždé, ale pouze jednou za 3 týdny, při skladování (nepoužívání) baterií. V podmínkách skladování baterie není možné použít tryskové nabíjení, protože v tomto případě dochází k metalizaci lithia. Krátkodobé dobíjení proudem konstantního napětí však pomáhá vyhnout se ztrátám nabití. Nabíjení se zastaví, když napětí dosáhne 4,2 V.

Lithiová metalizace je nebezpečná uvolněním kyslíku a náhlým zvýšením tlaku, což může vést k vznícení až explozi.

DIY nabíječka baterií

Nabíječka pro lithium-iontové baterie je levná, ale pokud máte trochu znalosti elektroniky, můžete si ji vyrobit sami. Pokud neexistují přesné informace o původu prvků baterie a existují pochybnosti o přesnosti měřicích přístrojů, měli byste nastavit práh nabíjení v oblasti od 4,1 do 4,15 voltů. To platí zejména v případě, že baterie nemá ochrannou desku.

K sestavení nabíječky pro lithiové baterie vlastníma rukama stačí jeden zjednodušený obvod, kterých je na internetu mnoho volně dostupných.

Jako indikátor můžete použít LED diodu typu nabíjení, která se rozsvítí, když se nabití baterie výrazně sníží, a zhasne, když je vybitá na „nulu“.

Nabíječka je sestavena v následujícím pořadí:

• je umístěno vhodné bydlení;
• je namontován pětivoltový napájecí zdroj a další části obvodu (přísně dodržujte pořadí!);
• pár mosazných pásků je vyříznut a připevněn k otvorům pro zásuvky;
• pomocí matice se určí vzdálenost mezi kontakty a připojenou baterií;
• Je instalován přepínač pro změnu polarity (volitelně).

Pokud je úkolem sestavit nabíječku pro baterie 18650 vlastníma rukama, bude vyžadován složitější obvod a více technických dovedností.

Všechny lithium-iontové baterie vyžadují čas od času dobíjení, je však třeba se vyvarovat přebíjení i úplného vybití. Udržení funkčnosti baterií a udržení jejich pracovní kapacity po dlouhou dobu je možné pomocí speciálních nabíječek. Je vhodné používat originální nabíječky, ale můžete si je sestavit sami.

Video

Vyrobil jsem si nabíječku pro čtyři lithium-iontové baterie. Někoho teď napadne: no, udělal to a udělal, na internetu je jich dost. A hned chci říct, že můj design je schopen nabíjet buď jednu baterii, nebo čtyři najednou. Všechny baterie se nabíjejí nezávisle na sobě.
To umožňuje současně nabíjet baterie z různých zařízení a s různými počátečními nabitími.
Vyrobil jsem si nabíječku na baterie 18650, kterou používám do baterky, powerbank, notebooku atd.
Obvod se skládá z hotových modulů a sestavuje se velmi rychle a jednoduše.

Bude potřeba

• - 4 věci.
• - 4 věci.
• Sponky.

Výroba nabíječky pro různé počty baterií